Агрономическая и агрохимическая оценка различных видов торфа. Приемы эффективного использования торфа на удобрения.Торф образуется в результате отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях избыточного увлажнения и недостатка воздуха. Любой торф состоит из негумифицированных растительных остатков, перегноя и минеральных включений.

По условиям образования торфяные болота (и, следовательно, добываемый торф) делят на 3 типа: верховые, низинные и переходные. Верховой торф формируется на возвышенных элементах рельефа из сфагновых мхов, пушицы, багульника и др. Низинный торф образуется в пониженных частях рельефа под влиянием грунтовых вод. В его формировании участвуют гипновые мхи, из травянистых растений - осоки, тростники, хвощи, а из древесных – ольха, береза, ель, сосна, ива и др. Промежуточный торф занимает промежуточное положение. Вид торфа определяется растениями – торфообразователями, содержание малоразложившихся остатков которых в нем составляет не менее 20 % от массы сухого вещества.

Ботанический состав. Важный признак, характеризующий качество торфа в агрохимическом отношении. Так, сфагновый верховой торф беден питательными веществами, отличается малой зольностью, кислой реакцией, низкой степенью гумификации. Он непригоден для использования на удобрение, но служит хорошим материалом для подстилки. Ольховый торф богаче азотом в связи с развитием клубеньков на корнях ольхи, имеет высокую степень разложения.

Удобрительные свойства торфа зависят от состава и соотношения в нем различных органических соединений. Такие вещества, как лигнин, битумы, смолы, воска и жирные кислоты, очень устойчивы к разложению микроорганизмами. Повышенное их содержание замедляет разложение торфа в почве. Белковые и другие азотсодержащие орг. Соединения торфа легче разлагаются микроорганизмами.

Торф с содержанием 5 – 25 % гумифицированных веществ называют слаборазложившимся. Его целесообразно использовать на подстилку. Среднеразложившийся торф характеризуется степенью разложения 25 – 40%. Его лучше применять на удобрение после компостирования. Торф со степенью разложения более 40 % называют сильноразложившимся.

Зольность. Торф нормальной зольности содержит до 12 % золы, высокозольный – более 12 %.

Торф, как и навоз, содержит все необходимые питательные элементы, но в другом соотношении. В нем больше всего азота. Однако основная его часть находится в органической форме и становится доступна по мере минерализации, которая происходит медленнее, чем разложение навоза. В торфе нормальной зольности содержание фосфора значительно меньше, чем азота. Калия в торфе мало.

Кислотность. Торф, у которого рН солевой вытяжки ниже 5,5 непригоден на удобрение в чистом виде. Наиболее кислый – верховой сфагновый торф, менее кислый – низинный.

Наивысшей влагоемкостью обладает верховой торф с небольшой степенью разложения (1000 - 1800%). В низинном торфе она равна 500 – 1000%.

Компостирование торфа. Для компостирования рекомендуется торф со степенью разложения выше 20 %, зольностью до 25 % и содержанием древесных частиц до 10 %, к которому добавляют известь. Фосфоритную муку, растворимые минеральные удобрения или же биологически активные компоненты (навоз, жижу, фекалии и т.д.). На компостирование с известью, фосфоритной мукой или золой лучше использовать торф, имеющий рН менее 5, зольность ниже 10 %, степень разложения 40 – 25%. С навозом, жижей и фекалиями можно компостировать все виды торфа.

В овощеводстве торф используют для приготовления питательных рассадных кубиков и горшочков. Для этого лучше использовать низинный или переходный торф с нейтральной или слабокислой реакцией, степенью разложения 30 – 40 % и зольностью 3 – 15%.

Использование торфа на удобрение без предварительного компостирования. Подходит лишь сильноразложившийся низинный высокозольный торф, богатый известью или фосфором. После добычи его тщательно проветривают с целью устранения избыточной влажности и окисления содержащихся в нем закисных соединений.

Проветренный торф в чистом виде – очень хороший материал для мульчирования, особенно при выращивании ягодных, овощных и плодовых культур. При мульчировании торф вносят в междурядья поверхностно и без заделки, слоем до 5 см. Цель мульчирования – поддержать в верхнем слое почвы лучшие условия водного, воздушного пищевого и температурного режимов, предотвратить образование почвенной корки и развитие сорняков.

Агрохимическая и экологическая оценка применения калийных удобрений, содержащих хлор, натрий, магний.Хлористый калий (KCl)– это основное калийное удобрение, составляющее 80-90% общего производства К удобрений. Содержит 53.7-60% К₂O, влаги не более 1%.

Хлоркалий-электролит – удобрение представляет собой КСl с примесями (по 5% MgO и Na₂O и до 50% хлора). По действию на растения не отличается от КСl, содержит 31,6-45,5 К2О, не слеживается (содержит влаги не более 4%).

Калимагнезия (К₂SO₄*MgSO₄) содержит 29% К₂O и 9% MgO, влажность не более 5%, не слеживается. Применяется под культуры, чувствительные к хлору.

Калийно-магнезиальный концентрат. Влажность 1.5-7%, содержит 18.5% К₂O и 9% MgO , не слеживается.

Калийная соль смешенная 40%-ная (КСl + NaCl) – смесь хлористого калия с размолотым сильвинитом (до 35% NaCl), влажность не более 2%, содержит 40% К₂O, слеживается. Пригоден для культур, отзывчивых на натрий (сах. свекла, корм. и стол. корнеплоды). Смесь из хлорида калия и каинита дает 30%-ю калийную соль. Эти удобрения ценны для культур, потребляющих много магния, и почв, бедных им (супесчаные и песчаные).

Каинит природный (КСl* MgSO₄*3Н₂О), влажность 5%,не слеживается, калия 10%

Силвинит (КСl*NaCl) содержит калия 12-15% и до 75-80% NaCl, слеживается, вносится под натриелюбивые культуры.

Карналлит (КСl*MgCl₂*6Н₂О), измельченная руда, содержит 12-13% К₂O, очень гигроскопичен, сильно слеживается.

На 1 кг К₂O содержится хлора (кг): в сильвините 4,0-5,2; в карналлите 3,0-3,3; в калийной соли 1.4-1.9; в хлористом калии 0.9-1.0; в калийно-магнезиальных удобрениях 0.02-0.1.

Калийные удобрения хорошо растворимы в воде. При внесении в почву они растворяются в почвенном растворе. А затем вступают во взаимодействие с ППК по типу обменного (физико-химического), а частично и необменного поглощения. По своему характеру все калийные удобрения физиологически кислые: из водного их раствора растения значительно интенсивней потребляют катион К, чем сопутствующий ему анион Сl. В результате обменных реакций в почвенном растворе образуется соляная кислота (при применении хлоридных удобрений).

Организационные преимущества имеет периодическое (запасное) внесение К удобрений. Запасное внесение К в значительной мере решает проблему хлора. При осеннем внесении хлорсодержащих К удобрений хлор вымывается осеннее- весенними осадками из корнеобитаемого слоя почвы и не оказывает отрицательного действия на хлорофобные культуры (табак, виноград, цитрусовые, гречиха, картофель, лен, лекарственные и эфирномасличные)

Для сахарной свеклы и кормовых корнеплодов первостепенное значение имеют К удобрения, содержащие натрий, т.е. применяют сырые соли или смеси их с КСl.

Зерновые культуры, сахарная свёкла, кормовые корнеплоды, столовая свёкла и большинство кормовых культур практически не проявляют отрицательной реакции к хлору и даже повышают урожай больше, чем при внесении бесхлорных форм.

К удобрения оказывают положительное влияние на урожай растений при содержании в почве подвижного К на уровне 1-3 классов.

Для культур, проявляющих чувствительность к хлору, выбирают удобрения с меньшим содержанием хлора. Например, под картофель лучше применять сернокислый калий, калимагнезию.

3.

Агрохимическая оценка азотного состояния почвы и принципы оптимизации азотного питания сельскохозяйственных культур.Содержание N в земной коре 2,3*10 ^-2, а общие его запасы исчисляются десятками млрд. тонн. Основная часть N содержится в почве в виде сложных органических соединений. Часть N земной коры находится в виде необменно-поглощенных ионов NH4 и удерживаются в кристаллической решетке алюмосиликатных минералов. В пахотном слое (0-25 см) разных почв содержание N колеблется в широких пределах (от 0,05 до 0,5 %).

Общее содержание N в почвах зависит от содержания в них органических веществ: больше всего N в наиболее богатых гумусом мощных черноземах, а меньше – в бедных гумусом дерново-подзолистых почвах и сероземах.

Содержание N в почве сильно различается в пределах одной зоны. Нечерноземная: супесчаная – 0,05-0,07 %, суглинистая – 0,1-0,2, глинистая – 0,1-0,23, торфянистая – 0,6-1. Общий запас N в пахотном слое 1 га колеблется в разных почвах от 1,5 т в супесчаной дерново-подзолистой почве до 15 т в мощном черноземе. Обеспеченность с/х культур N зависит не от валового его содержания в почве, а от усвояемых растениями минеральных соединений. Основная масса N в почве содержится в различных органических соединениях (94-95 %), или в форме NH4, необменно-фиксированного глинистыми минералами (3-5%), недоступного или труднодоступного растениям. Только малое кол-во N (1%) содержится в легкоусвояемых минеральных формах (NO3^-, NH4⁺). В связи с этим нормальное обеспечение растений N зависит от скорости минерализации N органических веществ. Разложение органического N соединений в почве в общем виде может быть представ. схемой: белки, гуминовые вещества®аминокислоты, амиды ®NH3 ®нитриты®нитраты.

Распад азотистых органических веществ до NH3 – аммонификация. Осуществляется обширными группами аэробных и анаэробных микроорганизмов: бактерий, актиномицетов, плесневых грибов (кроме хемолитоавтотрофов).

А. происходит во всех почвах при разной рН, в присутствии воздуха или без него, но в анаэробных условиях при сильнокислой и щелочной реакциях она замедляестя.

Нитрификация: Окисление аммония до нитритов и нитратов.

NH₄OH→NH₂OH→HNO→HNO₂→ HNO₃

NH3® нитриты (1 фаза) ® нитраты (2 фаза). 1 фаза – Nitrozomonas, 2 фаза – Nitrobacter.

Денитрификация – восстановление нитратного N до газообразных форм (NO, N₂O, N₂). Происходят потери N из почвы. Происходит при отсутствии воздуха, в почве щелочная реакция и избыток органического вещества, богатого клетчаткой, глюкозой или другими углеводами. Денитрифицирующие бактерии быстро окисляют углеводы до СО₂, используя для этого кислород нитратов. Процесс восстановления нитратов- эндотермический (с затратой энергии). Процесс дыхания за счёт нитратов позволяет денитрификаторам развиваться в анаэробных условиях.

Чем ближе сроки внесения азотных удобрений к периоду интенсивного потребления, тем выше КИ→↓потерь.

Косвенная денитрификация, или хемоденитрификация- восстановление нитратов, образующихся в результате нитрификации и биологической денитрификации, в результате ряда химических реакций.

Иммобилизация. В почве происходят вторичные процессы синтеза, когда минеральные соединения азота вновь переходят в органические, неусвояемые для растений. Эти процессы носят биологический характер. М/о строят белок своих тел, используя углеводы и азот.

Органические и минеральные удобрения обогащают почву N и зольными элементами и значительно усиливают процессы минерализации в ней. С органическими удобрениями вносятся органические вещества, стимулирующие жизнедеятельность м/о, ускоряющие разложение органического вещества почвы. Минеральные удобрения повышают интенсивность биологических процессов, т. к. являются источником питания микробов NPK, Ca. Обработка почв, особенно тяжелых, усиливает нитрификацию, также как и известкование. На бедных основаниями, плохо аэрируемых, кислых, слабоокультуренных почвах процессы нитрификации слабые. При внесении извести снижается кислотность, повышается жизнедеятельность нитрификаторов, почва обогащается Ca, необходимым для связывания нитратов в форму Ca(NO3)2.

Содержание азота в почве постоянно изменяется в связи с расходованием азота и его пополнением. Расход- использование растениями и вынос с урожаем, из-за эрозии, вымывания и денитрификации.

При эрозии уносятся гумусовые вещества вместе с частичками почвы → обеднение почвы гумусом и общим азотом.

4

Аммиачная селитра, мочевина, КАС. Состав, свойства и приемы их эффективного применения под различные сельскохозяйственные культуры в различных почвенно-климатических зонах.1. Аммиачная селитра (нитрат аммония, азотнокислый аммоний) NH₄ NO₃. Содержит 34,6% нитратного и аммиачного азота. Получается нейтрализацией 56-60 % азотной кислоты газообразным аммиаком: HNO₃ + NH₃ (газ) = NH₄ NO₃.

Для выделения аммиачной селитры раствор упаривают до 95-98 % NH₄ NO₃, затем подвергают перекристаллизации и высушиванию. Получается белое кристаллическое вещество с содержанием 98 - 99 % NH₄ NO₃.

Нитрат аммония очень гигроскопичен, на воздухе сильно отсыревает и слеживается. Для уменьшения слеживаемости к нему добавляют небольшое количество кондиционирующих веществ (тонкоразмолотая фосфоритная или костяная мука, гипс, каолинит и др.), не разлагающих аммиачную селитру и способных поглощать значительное количество влаги. Эти добавки придают селитре желтый оттенок. Физические свойства аммиачной селитры зависят от размеров и формы получаемых кристаллов. В настоящее время она есть в гранулированном виде и в виде чешуек. Гранулированная обладает лучшими физическими свойствами, чем кристаллическая, она сохраняет хорошую сыпучесть и рассеваемость.

Аммиачная селитра быстро и полностью растворяется почвенной влагой. Из раствора нитрата аммония растения быстрее поглощают катионы NH₄⁺, чем анионы NO₃^-. Поэтому аммиачную селитру относят к группе физиологически кислых удобрений. В почве в рез-те обменного поглощения NH₄⁺ адсорбируется коллоидами почвы, а NO₃^- образует в растворе соли с кальцием, магнием и др. ионами.

Ее с успехом можно применять под различные культуры на всех почвах нашей страны. Для повышения эффективности NH₄ NO₃ при систематическом внесении ее в малобуферные кислые дерново-подзолистые почвы большое значение имеет их известкование.

Аммиачную селитру применяют в качестве допосевного (основного) удобрения, вносят в рядки или в лунки при посеве и в подкормку в период вегетации.

В условиях влажного климата, особенно на легких по механическому составу почвах, где возможно вымывание нитратного азота, внесение NH₄ NO₃ с осени по зяблевую вспашку менее эффективно, чем весной под предпосевную культивацию. В менее увлажненных районах ее можно вносить с осени, не опасаясь вымывания азота. NH₄ NO₃ в небольших дозах (10-15 кг N) вместе с удобрениями других видов вносят в рядки при посеве сахарной свеклы, в лунки при посадке картофеля, овощных и других культур. NO₃^- – одно из лучших азотных удобрений для ранневесенней подкормки озимых. Ее можно применять и для подкормки пропашных и овощных культур с обязательной заделкой в междурядья на глубину 10-15 см культиваторами- растениепитателями или при последующей междурядной обработки почвы.

2. Мочевина (карбамид) СО(NН₂)₂. Синтетическая мочевина содержит 46 % азота, это самое концентрированное из твердых азотных удобрений. Исходные продукты для производства синтетической мочевины – газообразный или жидкий аммиак и диоксид углерода (углекислый газ). Получается она в результате взаимодействия диоксида углерода с аммиаком при высоких давлении и температуре.

СО₂ + 2NН₃ = СО(NН₂)₂ + Н₂О

По внешнему виду мочевина – белый кристаллический продукт, хорошо растворимый в воде. Гигроскопичность ее при температуре до 20 °С сравнительно небольшая, но с повышением температуры значительно увеличивается. При хранении кристаллическая мочевина может слеживаться и рассеваемость ее ухудшается. Промышленность выпускает мочевину для удобрения в гранулированном виде 1-3 мм размер гранул.

В процессе грануляции под влиянием температуры в мочевине образуется биурет:

2 СО(NН₂)₂ (СОNН₂)₂НN + NН₃.

При высоком содержании (более 3 %) биурет становится токсичным для растений и при внесении мочевины с таким содержанием, непосредственно перед посевом угнетает развитие растений.

В почве биурет полностью разлагается в течение 10-15 дней, поэтому при внесении мочевины за 1-2 мес до посева отрицательного действия биурета на молодые растения не наблюдается. В кристаллической мочевине содержание биурета не превышает 0,2-0,8 %, а гранулированную мочевину в настоящее время с содержанием биурета не более 1,0 %.

В почве мочевина полностью растворяется почвенной влагой и под действием фермента уреазы, выделяемого уробактериями, быстро аммонифицируется, превращаясь в углекислый аммоний:

СО(NН₂)₂ + 2 Н₂О = (NН₄)₂СО₃, а затем

(NН₄)₂СО₃ → NН₄НСО₃ + NН₃.

Поэтому при поверхностном внесении мочевины без заделки в почву и при отстствии осадков могут происходить частичные потери азота в виде NН₃. Они сильнее выражены на почвах с нейтральной и щелочной реакцией.

Установлено, что мочевина может поглощаться корнями, а также листьями растений без предварительного превращения в углекислый аммоний.

Мочевина применяется в качестве допосевного удобрения на всех почвах под различные с/х культуры. В зоне достаточного увлажнения на легких дерново-подзолистых почвах и при орошении на сероземах мочевина дает более высокие прибавки урожая, чем аммиачная селитра, т к. амидный азот мочевины быстро превращается в аммиачный, а последний поглощается почвой и меньше вымывается в глубь почвы.

При использовании для ранневесенней подкормки озимых культур мочевина дает такой же высокий эффект, как и аммиачная селитра. Мочевину можно применять и для подкормки пропашных и овощных культур с немедленной заделкой в почву. При несвоевременной заделке возможны потери азота вследствие улетучивания NН₃. Ее можно использовать и для некорневой подкормки растений (кристаллическая мочевина).

В отличие от других форм азотных удобрений мочевина даже в повышенной концентрации (1 % - ный раствор) не обжигает листья и вместе с тем хорошо используется растениями.

При внесении одной мочевины ее смешивают с сухим песком.

3. Растворы аммиачной селитры и мочевины (кас).

В растворах, содержащих смесь мочевины и аммиачной селитры, создается эффект взаимного растворения, что позволяет получать удобрения с более высокой концентрацией азота без риска высаливания. Концентрированные растворы карбамида и аммиачной селитры, получившие название КАС (карбамид- аммиачная селитра), не содержат свободного аммиака, поэтому они более технологичны и удобны в обращении.

КАС представляет собой светло-желтую жидкость. В зависимости от температуры воздуха в зоне применения растворов КАС содержание азота в них варьирует от 25 до 32 %. Концентрацию этих удобрений следует выбирать такую, чтобы при холодной погоде не происходило высаливание, т.к. кристаллы могут закупоривать трубопроводы и вентили емкостей для хранения, средств транспортировки и машин для хранения.

Хранить растворы КАС можно в металлических и бетонных емкостях. Обычно КАС вносят в почву с помощью наземных средств. Для поверхностного внесения используют широкозахватные штанговые опрыскиватели. Корневую подкормку посевов пропашных культур проводят одновременно с междурядной обработкой или окучиванием. Растворы КАС можно использовать и при орошении дождеванием или по бороздам.

5.

Ассортимент аммонийных и нитратных азотных удобрений. Получение, состав, свойства этих удобрений и приемы эффективного использования при выращивании с-х культур в различных почвенно-климатических условиях.Выпускаются группы азотных удобрений:

НИТРАТНЫЕ – натриевая селитра, кальциевая селитра;

АММОНИЙНЫЕ и АММИАЧНЫЕ – сульфат аммония, углеаммиакаты, безводный аммиак, аммиачная вода;

АММИАЧНО-НИТРАТНЫЕ – аммиачная селитра, известково-аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония, жидкие аммиакаты;

АМИДНЫЕ – мочевина, цианамид кальция.

НИТРАТНЫЕ. Селитры (соли азотной кислоты). Изначально применялись селитры природного происхождения (чилийская). Сейчас – синтетические селитры.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА: легкорастворимы, легкодоступны, сильная вертикальная и горизонтальная миграция в почве, физиологически щелочные удобрения (т.е. оказывают нейтрализующее действие на кислые почвы).

Вступают в обменные реакции с ППК. ППК поглощает Na и Ca, а нитрат-ион образует HNO₃ или (для натриевой селитры) Ca(NO₃)₂. Нитратный азот не подвергается химическому или физико-химическому поглощению в почвах.

НАТРИЕВАЯ СЕЛИТРА: NaNO₃ . Содержит 15-16% N и 26% Na.

ПОЛУЧЕНИЕ: при производстве азотной к-ты из аммиака путем щелочной адсорбции окислов азота. непоглощенные NO и NO₂ пропускают через р-р соды или NaOH (в поглотительных башнях). Na₂CO₃+2NO₂=NaNO₃+NaNO₂+CO₂. NaNO₂+2HNO₃(слабая)=3NaNO₃+2NO+H₂O. NO → в поглотительные башни для окисления в NO₂. Выпаривают и центрифугируют осадок NaNO₃ – получают белую или серую мелкокристаллическую соль. Удобрение гигроскопично.

КАЛЬЦИЕВАЯ СЕЛИТРА: Ca(NO₃)₂. “Норвежская селитра”. 13-15% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: нейтрализация 40-48% HNO₃ мелом или известью:

CaCO₃+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+H₂O+CO₂. Азотную к-ту получают окислением аммиака.

Оч. гигроскопична, для улучшения физических свойств добавляют ≈0,5% гидрофобных добавок (парафинистый мазут).

Применение: можно вносить под все культуры (особенно на дерново-подз. почвах, т.к. подщелачивают среду, но на черноземах заметно меньше эффект, особенно под зерновые). Натриевая селитра хороша под сах. свеклу и др. корнеплоды – они способствуют оттоку углеводов в корни.

Можно в рядки (только натриевую, особенно под корнеплоды. Кальциевая слишком гигроскопична), основное или подкормку.

На дерново-подз. почвах оптимум – кальциевая, на черноземах равноценны, на засоленных почвах натриевую не рекомендуется. Малоэффективны в орошаемом земледелии, т.к. легко вымываются из верхних слоев почвы.